Определение потерь давления в трубах
Сопротивление потерь давления в контуре, по которому циркулирует теплоноситель, определяется как их суммарное значение для всех отдельных составляющих. К последним относят:
- потери в первичном контуре, обозначаемые как ∆Plk;
- местные издержки теплоносителя (∆Plм);
- падение давления в особых зонах, называемых “генераторами тепла” под обозначением ∆Pтг;
- потери внутри встроенной теплообменной системы ∆Pто.
После суммирования этих величин получается искомый показатель, характеризующий полное гидравлическое сопротивление системы ∆Pсо.
Помимо этого обобщенного метода существуют другие способы, позволяющие определить потери напора в трубах из полипропилена. Один из них основан на сравнении двух показателей, привязанных к началу и концу трубопровода. В этом случае вычислить потерю давления можно простым вычитанием начального и конечного его значений, определяемых по двум манометрам.
Еще один вариант вычисления искомого показателя основан на применении более сложной формулы, учитывающей все факторы, которые влияют на характеристики теплового потока. Приводимое ниже соотношение в первую очередь учитывает потерю напора жидкости из-за большой длины трубопровода.
- h – потери напора жидкости, в исследуемом случае измеряемые в метрах.
- λ – коэффициент гидравлического сопротивления (или трения), определяемый по другим расчетным методикам.
- L – общая длина обслуживаемого трубопровода, которая измеряется в погонных метрах.
- D –внутренний типоразмер трубы, определяющий объем потока теплоносителя.
- V – скорость тока жидкости, измеряемая в стандартных единицах (метр за секунду).
- Символ g – это ускорение свободного падения, равное 9,81 м/сек2.
Потери давления происходят из-за трения жидкости о внутреннюю поверхность труб
Большой интерес представляют потери, вызванные высоким коэффициентом гидравлического трения. Он зависит от шероховатости внутренних поверхностей труб. Используемые в этом случае соотношения справедливы лишь для трубных заготовок стандартной круглой формы. Окончательная формула для их нахождения выглядит так:
- V – скорость перемещения водных масс, измеряемая в метрах/секунду.
- D – внутренний диаметр, определяющий свободное пространство для перемещения теплоносителя.
- Стоящий в знаменателе коэффициент указывает на кинематическую вязкость жидкости.
Последний показатель относится к постоянным величинам и находится по специальным таблицам, в больших количествах опубликованным в Интернете.
Выбор радиаторов отопления
Традиционно мощность отопительного радиатора рекомендовано выбирать по площади отапливаемой комнаты, причем с 15-20% завышением мощностных потребностей на всякий случай.
На примере рассмотрим, насколько корректна методика выбора радиатора «10 м2 площади – 1,2 кВт».
Тепловая мощность радиаторов зависит от способа их подключения, что необходимо учитывать при проведении расчетов системы отопления
Исходные данные: угловая комната на первом уровне двухэтажного дома ИЖС; внешняя стена из двухрядной кладки керамического кирпича; ширина комнаты 3 м, длина 4 м, высота потолка 3 м.
По упрощенной схеме выбора предлагается рассчитать площадь помещения, считаем:
3 (ширина) · 4 (длина) = 12 м2
Т.е. необходимая мощность радиатора отопления с 20% надбавкой получается 14,4 кВт. А теперь посчитаем мощностные параметры отопительного радиатора на основании теплопотерь комнаты.
Фактически площадь комнаты влияет на потери тепловой энергии меньше, чем площадь ее стен, выходящих одной стороной наружу здания (фасадных).
Поэтому считать будем именно площадь «уличных» стен, имеющихся в комнате:
3 (ширина) · 3 (высота) + 4 (длина) · 3 (высота) = 21 м2
Зная площадь стен, передающих тепло «на улицу», рассчитаем теплопотери при разнице комнатной и уличной температуры в 30о (в доме +18 оС, снаружи -12 оС), причем сразу в киловатт-часах:
0,91 · 21 · 30 : 1000 = 0,57 кВт,
Где: 0,91 – сопротивление теплопередачи м2 комнатных стен, выходящих «на улицу»; 21 – площадь «уличных» стен; 30 – разница температур внутри и снаружи дома; 1000 – число ватт в киловатте.
Согласно строительным стандартам приборы отопления располагают в местах максимальных теплопотерь. Например, радиаторы устанавливаются под оконными проемами, тепловые пушки – над входом в дом. В угловых комнатах батареи устанавливаются на глухие стены, подверженные максимальному воздействию ветров
Выходит, что для компенсации потерь тепла через фасадные стены данной конструкции, при 30о разнице температур в доме и на улице достаточно отопления мощностью 0,57 кВт·ч. Увеличим необходимую мощность на 20, даже на 30% – получаем 0,74 кВт·ч.
Таким образом, реальные мощностные потребности отопления могут быть значительно ниже, чем торговая схема «1,2 кВт на квадратный метр площади помещения».
Причем корректное вычисление необходимых мощностей отопительных радиаторов позволит сократить объем теплоносителя в системе отопления, что уменьшит нагрузку на котел и расходы на топливо.
Поиск соответствующих данных
Что касается поиска оптимальных справочных данных, то почти все сайты производителей комплектующих отопительных систем предоставляют эту информацию. В тех случаях, когда подходящие значения не были найдены, существует специальная система подбора диаметров. Эта методика основана на вычислениях, а не на усредненных закономерностях, построенных на обработке данных об огромном количестве отопительных систем. Расчет теплоносителя по сечению трубы разработан сантехниками с практическим опытом проведения монтажных работ, и применяется для обустройства небольших контуров внутри жилищ.
В подавляющем большинстве случаев отопительные котлы оснащаются двумя размерами подающих и обратных патрубков: ¾ и ½ дюйма. Этот размер принимается за основу для выполнения разводки до первого разветвления. В дальнейшем каждое новое разветвление служит поводом для уменьшения диаметра на одну позицию. Этот метод позволяет провести расчет сечения труб в квартире. Речь идет о небольших системах в 3-8 радиаторов. Обычно такие схемы состоят из двух-трех линий с 1-2 батареями. Подобным образом можно рассчитывать и небольшие частные коттеджи. При наличии двух и более этажей приходится использовать справочные данные.
Схема отопления многоэтажного дома
Собственная квартира в городе – это предмет роскоши. Также это комфорт и уют для ее хозяев, так как городская квартира является самым распространенным местом для жизни у современных горожан.
Стоит отметить, что немаловажную роль в создании комфортной обстановки в такой квартире является хорошая система обогрева.
Схема отопления многоэтажного дома является очень важной деталью для любого человека. В современной жизни такая схема имеет много конструктивных отличий от обычных способов отопления
Поэтому схемы отопления трехэтажного дома и больше гарантируют эффективное прогревание стен даже в самую непредсказуемую погоду
В современной жизни такая схема имеет много конструктивных отличий от обычных способов отопления. Поэтому схемы отопления трехэтажного дома и больше гарантируют эффективное прогревание стен даже в самую непредсказуемую погоду.
Особенности отопления квартиры в многоэтажном доме
Внимательно прочитав инструкцию к схеме обогрева многоэтажного дома можно убедиться, что в обязательном порядке следует соблюдать все нормы и требования.
Схема системы отопления многоквартирного дома предусматривает ее грамотный монтаж, благодаря чему и можно достигнуть такой температуры и влажности.
В процессе проектирования такой схемы отопления следует пригласить высококвалифицированных специалистов, которые смогут качественно просчитать все необходимые аспекты для работы. Они же должны добиться того, чтобы в трубах сохранялось равномерное давление теплоносителя. Такое давление должно быть одинаковым как на первом, так и на последнем этаже.
Основная особенность современной системы обогрева многоэтажного дома проявляется в работе на перегретой воде. Данный теплоноситель исходит из ТЭЦ и имеет очень высокую температуру – 150С с давлением до 10 атмосфер.
В трубах образовывается пар за счет того, что давление в них сильно повышается, что также способствует передаче нагретой воды на последние дома многоэтажки. Также схема отопления панельного дома предполагает немалую температуру обратки в 70С.
В теплую и холодную пору года температура воды может сильно отличаться, поэтому точные значения будут зависеть исключительно от особенностей окружающей среды.
Как известно, температура теплоносителя в трубах, которые установлены в многоэтажном доме, достигает 130С. Но настолько горячих батарей в современных квартирах просто-напросто не существует, а все из-за того, что есть подающая магистраль, по которой и проходит нагретая вода, а магистраль соединяется с обраткой при помощи специальной перемычки под названием «элеваторный узел».
Совет
Такая схема имеет много особенностей, так как такой узел предназначен для выполнения определенных функций. Теплоноситель с высокой температурой должен поступить в элеваторный узел, который выполняет основную функцию теплообмена.
Вода достигает высокой температуры и при помощи высокого давления проходит через элеватор, чтобы инжектировать теплоноситель из обратки.
Параллельно из трубопровода вода также подается на рециркуляцию, которая происходит в системе обогрева.
Такая схема отопления 5 этажного дома является самой эффективной, поэтому активно устанавливается в современные многоэтажные дома.
Так выглядит отопление в многоквартирном доме схема которого предусматривает наличие элеваторного узла. На нем можно увидеть много задвижек, которые выполняют немаловажную роль в обогревании и равномерной подачи тепла.
Устанавливая отопление в многоквартирном доме, схема также должна предусматривать наличие таких задвижек во всех возможных точках, чтобы в случае аварии можно было перекрыть поток горячей воды или убавить давление.
Этому также способствуют разные коллекторы и другая аппаратура, которая работает в автоматическом режиме.
Поэтому такая техника обеспечивает большую производительность отопления и эффективность ее подачи на последние этажи.
Обратите внимание
Особенности монтажа однотрубной системы
- Монтаж отопительной системы начинается с установки котла;
- На всем протяжении магистрали должен быть выдержан уклон не менее 0,5 см на 1 п. м. трубы. При несоблюдении такой рекомендации на приподнятом участке буде скапливаться воздух и препятствовать нормальному течению воды;
- Для освобождения от воздушных пробок на радиаторах применяются краны Маевского;
- Перед подключаемыми отопительными приборами следует устанавливать запорные краны, в случае ремонта устройства не понадобиться сливать воду из всей системы или при необходимости, есть возможность немного отрегулировать температурный режим системы;
- Кран слива теплоносителя устанавливается в самой нижней точке системы и служит для частичного, полного слива или заполнения;
- При устройстве гравитационной системы (без насоса), коллектор должен быть на высоте не менее 1,5 метров от плоскости пола;
- Поскольку вся разводка выполнена трубами одинакового диаметра, их следует надежно крепить к стене, не допуская возможных прогибов, чтобы не скапливался воздух;
- При подключении циркуляционного насоса в сочетании в электрокотлом, их работа должна быть синхронизирована, котел — не работает, насос — не работает.
Установлен циркуляционный насос должен быть всегда перед котлом, учитывая его специфику — он нормально работает при температуре не выше 40 градусов.
Разводка системы может выполнять двумя способами:
- Горизонтальная
- Вертикальная.
При горизонтальной разводке используется минимальное количество труб, и подключение приборов выполняется последовательно. Но такому способу подключения свойственны воздушные пробки, и отсутствует возможность регулирования теплопотока.
При вертикальной разводке трубы прокладываются по чердачному помещению и от центральной магистрали отходят трубы, ведущие к каждому радиатору. При такой разводке вода поступает к радиаторам одинаковой температуры. Свойственна вертикальной разводке такая особенность — наличие общего стояка для целого ряда радиаторов, вне зависимости от этажа.
Ранее эта система отопления была очень популярна, ввиду экономичности и простоты монтажа, но постепенно, учитывая, возникающие нюансы во время эксплуатации, стали от нее отказываться и в данный момент она очень редко применяется для отопления частных домов.
Преимущества и недостатки
Преимуществами данной системы считают:
- низкая себестоимость вследствие использования меньшего количества материалов;
- быстрый монтаж из-за минимального количества соединений, монтажных проемов, количества трубопроводов;
- простота и наглядность эксплуатации;
- более эстетичный, чем, например, у двухтрубной системы, внешний вид.
Недостатками же являются:
- невозможность регулировать проток теплоносителя через отопительный прибор независимо от последующих приборов;
- необходимость наличия циркуляционного насоса вследствие высокого гидравлического сопротивления, или устройства системы с естественной циркуляцией;
- повышенная изнашиваемость элементов отопления вследствие наличия избыточного давления, создаваемого циркуляционным насосом;
- необходимость компенсировать снижение температуры теплоносителя в каждом следующем приборе за счет увеличения его поверхности нагрева.
Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией
Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.
Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.
Закрытая система с самотечной циркуляцией
В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:
- При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.
В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.
Открытая система с самотечной циркуляцией
Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.
Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.
Однотрубная система с самоциркуляцией
Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам.
Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.
Преимуществ у данного решения несколько:
- Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
Экономятся средства на монтаж системы.
Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования).
Двухтрубная система с самоциркуляцией
Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:
- Подача и обратка проходят по разным трубам.
Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
Второй подводкой батарея подключается к обратке.
В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:
- Равномерное распределение тепла.
Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
Проще выполнить регулировку системы.
Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.
Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.
Лучевая система отопления для двухэтажного дома лучший выбор
В настоящий момент более эффективной и экономичной поэтажной системы отопления для двухэтажных частных загородных домов, нежели двухтрубная лучевая схема просто не найти. Грамотно подобрав оборудование, а также просчитав все нюансы и выполнив монтаж, как того требует инструкция, можно обеспечить комфорт и уют в доме.
Важно указать тот факт, что основными отопительными приборами в лучевой двухконтурной системе являются традиционные радиаторы. Вне зависимости от размеров и материала (а это может быть как чугун, так и алюминий) такие агрегаты должны быть обязательно правильно установлены:. Вне зависимости от размеров и материала (а это может быть как чугун, так и алюминий) такие агрегаты должны быть обязательно правильно установлены:
Вне зависимости от размеров и материала (а это может быть как чугун, так и алюминий) такие агрегаты должны быть обязательно правильно установлены:
- Батареи отопления обязательно монтируются только под оконными проемами;
- Все радиаторы отопления должны монтироваться на одинаковой высоте;
- Ребра батареи располагаются лишь вертикально – в противном случае нормальная циркуляция теплоносителя будет невозможна;
- Обязательно следует предусмотреть сливную систему, посредством которой будет производиться замена теплоносителя.
Двухтрубная система отопления для дома с двумя этажами
Многое также значит котел (см. как выбрать газовый котел отопления )
Для нормальной работы двухконтурной системы важно выбирать современные и производительные котлы. Такая техника (да еще и снабженная автоматикой) даст возможность обеспечивать оптимальный нагрев каждого помещения двухэтажного дома, существенно экономя топливо и финансы и получить горячую воду. Отопительная система двухэтажного здания двухтрубной лучевой отопительной схемы не только довольно производительна и эффективна, но еще и требовательна к первому запуску
Отопительная система двухэтажного здания двухтрубной лучевой отопительной схемы не только довольно производительна и эффективна, но еще и требовательна к первому запуску.
Так, например, перед началом непосредственной эксплуатации важно грамотно выполнить балансировку системы, настроить расход жидкости для каждой петли трубопроводов подач и обратки. Только так достигается экономия топлива, обеспечивается максимально возможный уровень обогрева
